Введение к работе
Акщальность_теш1 Решающее условие обеспечения требуемых физико-механических и технологических свойств сплавов - это правильный выбрр их химического, и следовательно, фазового состава и структуры, что невозможно без знания диаграмм состояния соответствующих металлических систем. Отсода, диаграммы состояния многокомпонентных металлических систем являются основой современной теории сплавов. На базе диаграмм состояния и связанных с ними диаграмм состав-свойство металловеды и технологи ведут целенаправленный поиск новых и улучшение структуры и свойств существующих сплавов, оптимизацию их химического и фазового состава и разработку промышленной технологии производства.
Оазовый состав и структурные составляющие любого промышленного сплава являются важнейшими характеристиками, которые определяют его эксплуатационные и технологические свойства: показатели прочности (жаропрочности) и пластичности (сверхпластичности), поведение.при обработке давлением, свариваемость, коррозионную стойкость.
Жаропрочные алюминиево-медные сплавы типа АЛ-3, АЛ-5, АЛ-І9 и др. относятся к числу многокомпонентных и их фазовый состав и структура зависит не только от содержания легирующих компонентов и неизбежно присутствующих примесей, но и от состояния в котором находится сплав (литое,- гомогенизированное и т.д.).
В связи с расширением сфер применения, алюминиевых сплавов постоянно возрастает и доля литейных сплавов, которые всё чаще применяются в нагруженных конструкциях, как заменители сталей средней > прочности. Б этом плане перспективным являются сплавы системы алюминий-медь отличающиеся повышенной, жаропрочностью. Главным недостатком этих сплавов считается относительно невысокий уровень их коррозионной стойкости, особенно устойчивость к коррозионному растрескиванию и межкристаллитной коррозии. Для устранения указанных недостатков предлагается легирование алюминиево-медных сплавов добавками РЗІі.
Однако, в литературе имеются ограниченные сведения о фазовом составе алюминиево-медных сплавов легированных РЗМ, .что неспособствует их широкому применению в литейном производстве.
Работа выполнялась в соответствии с целевой научно-технической программы "Защита металлов от коррозии в- Республики 'Таджикйс-
тан на 1966-1990 г. (пост.Совета Министров Республики Таджикистан от 16.07.86 г. » 229).
Цель работы заключается в установлении кетадлохнмических особенностей сплавообразованкя в тройных системах Al-CuAl2-Зс(ї, La, Сс, Рг, l.' в построении диаграмм состоянии и проведении сингулярной триангуляции тройных систем в установлении коррозионно-олектрохкмнческсго поведения легированного Р31І алюминия и алюминиево-медных сплавов с целью разработки новых составов. !l2Xf!2M_l322i!2USi Построены изотермические сечения систем Al-Cuiio-ScfPr, :;d)Al2 при 773К и впервые установлен ряд новых равновесия. Построены диаграммы состояния следущих квазибинарных сечений в указанных тройных системах: A1-V, Al-D ,V-D , 112рзу-1> , ГдеУ- RCuxA1y и D - ^0,^3,^-3,: Показано! что диаграммы состошіия каазнбинарных систем являются овтектическкми и характеризуются неограниченной растворимостью компонентов в жидком и ограниченной растворимостью в твёрдом состояниях. Произведена сингулярная триангуляция систем в области xi-CuXl2-xl2 P5.V и построена проекция поверхностей ликвидуса с определением координат нонварнантных равновесия. Показано, что малые добавки РЗИ к алюминию и алюми-ниево-ыедных сплавов значительно улучшают их коррозионную стойкость. OES^IL^SSSSS-JJSlSJ^SIb работы заключается в определении оптю/альноЯ температуры термообработки, литья и гомогенизации алюминиево-медных сплавов с помощью построенных диаграмм состояний систем Al-Cu-РЗМ . Определены оптимальные добавки РЗМ,необходимые для улучшения устойчивости алюминия и адюми-ниево-медных сплавов к електрохнмической коррозии. Выбраны режга/ы пластической деформации и ковки легированных РЗМ алю-миниево-медных сплавов. С5ЦС21^_П2Л5ения_В№ос№ке_на_з^1!т^ь 1. Изотер; ;;:чес- триангуляции и проекции поверхностей ликвидуса систем, в облас сплавообраэования в тройных системах жі-СиА12-Аі2 РЗМ . 5. Особенности электрохимического поведения легированного РЗМ алюминия в нейтральной среде, б. Оптимальные режимы пластической деформации и ковки легированных РЗМ алгминиево-медных сплавов. Апр.обЦия_работы. Основные результаты исследований докладывались на следующих совещаниях: У Всесоюзное совещание "Диаграммы состояния металлических систем" (Москва, 1989 г.), 7-я Всесоюзная конференция по электрохимии (г.Черновцы, 1988г) Западно-Сибирской научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов при производстве отливок" (г.Омск, 1987 г.). Западно-Сибирское региональное совещание "Повышение эффективности литейного производства" (г.Омск, 1989 г.), Республиканской научно-практической конференции молодых учёных и специалистов. Публикации. По диссертации опубликовано 10 статей в журналах: Известия АН СССР. Металлы.Известия РАН. Металлы. Журнал прикладной хжии, Расплавы. Доклады АН республики Таджикистан, 5 тезисов докладов, I ат.свид.СССР на изобретение. бьёы_и_стукт^а_работы., Диссертация состоит из введения, трёх глав, выводов и бийлиографии, изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц-и 30 рисунков. Библиография насчитывает 119 наименований. В главе 1 изложены имеющиеся в литературе сведения о характере физико-химического взаимодействия компонентов в системах алюминий-РЗМ, медь-РЗЫ, алюминий-медь, а также тройных систем алгминий-медь-РЗМ. Постановка_задачи. Анализ имеющихся в литературе сведений о двойных системах алюминия с РЗМ и РЗМ с медью свидетельствует, что указанные системы изучены относительно полно (за исключением систем с эрбием, гольмием, тулием и лютецием). Имеются также подробные сведения, о кристаллохимии и физико- химических свойствах интерметаллидов РЗМ с алюминием и с медью. Наблюдается определенная зависимость между морфологией двойных систем и электронным строением РЗМ. По числу интерметаллидов системы с участием РЗМ иттриевой подгруппы отличаются от РЗМ цериевой подгруппы, что связывается с эффектом лантаноидного сжатия у РЗЭ. С этим также связано изменение свойств у интер- металлидов РЗМ с алюминием* и медью. - 4 " Система Al-Cu также изучена хорошо. Новые работы,в основ-ном,касаются области гомогенности интерметадлидов и составам звтекткк. Тройные системы Al-Cu- рзм изучены относительно плохо.Имеющиеся сведения,в основном,относятся к ооставам тройных ин-терметаллидов и определению фазовых равновесий в областях, богатых алюминием. Однако, последние также требуют проведения дополнительных исследований в связи с появившимися в последний период новых сведений. В частности, это относится к системе Al-Cu-Sc . Дополнительного исследования требуют также системы с участием РЗМ цериевой подгруппы. Отсутствуют сведения о характере плавления сплавов, о триангуляции систем, о фазовом превращении в сплавах при нагреве и охлаждении. Без решения поставленных задач невозможно разработать режимы термической обработки, закалки и литья изделий из указанных групп сплавов. В связи с этим перед нами была поставлена задача более тщательного исследования систем алюминия с медью и РЗМ.
кие сечения тройных систем Al-CuAlc-Ec(rr, :;dUl2 при 773К.
2. Квазибинарные и политермические сечения тройных систем
Al-CuAl2-Sc(Y,L-\,cc,xr,:;d)Aip . 3. Схемы сингулярной
ти А1-СиАІ2-А10РЗ!.!. 4. Металлохимические особенности